sedimentologia v geoquimica de la bahia de los angeles baja

sedimentologia v geoquimica de la bahia de los angeles baja

Bol. Depto.Geol. Uni-Son,1991, V. 8, NR.1, p. 29-40
SEDIMENTOLOGIA V GEOQUIMICA
DE LA BAHIA DE LOS ANGELES
BAJA CALIFORNIA, MEXICO
Rodolfo A. FABIAN - J.(1) Y Arturo VILlALBA
A. (2)
(1) Departamentode Geologia. Universidadde Sonora.Hermosillo.Sonora,Mexico.
(2) Centro de Investigaciones Cientificas y Tecnol6gicas (CICTUS) de la Universidad de Sonora.
Hermosillo, Sonora, Mexico.
RESUMEN
Se realizaron muestreos de sedimentos superficiales del litoral y del fondo de la Bahfa de los
Angeles, Baja California, Mexico, con el prop6sito de reconocer la distribuci6n de estos, considerando su
caracter textural y geoquimico. Se definieron seis zonas texturales, mismas que se disponen en franjas
paralelasa partir de Ia linea de costa hasta las areas mas profundas de la bahia (-53 m). Los sedimentos varian
desde arenas gruesas a medianas muy bien a mal clasificadas hasta limos gruesos a medianos mal
clasificados. Las mayores concentraciones de metales biodisponibles son las de Fe y Zn, mientras que Cd,
Mn y Ni delimitan tendencias rnuy marcadas en relaci6n a la fuente de aporte. Los sedimentos finos y la
profundidad propician la acumulaci6n de Ios metales pesados al interior de la bahia,
ABSTRACT
Surficial sedimentshave been sampled along the shore and at the bottomof Bahia de los Angeles,
Baja California, Mexico. The distributionof sedimentsof different geochemical and textural character has
been studied. Between the coast and the deepest part of the bay (-53 m) there are six parallel strips of
texturally different sediments.from (well to poorly classified) sand to (poorly classified)mud.The highest
concentrationsof metals in the sedimentsare those of Fe and In. The distributionof Cd, Mn and Ni in the
sediments providesan indicationon the sourceof these sedimentsthemselves.
INTRODUCCION
Los trabajos de investigaci6n en la rama
de la sedimentologia de zonas
litorales en
nuestro pais son escasos. Sin embargo, los
estudios
existentes
a 10 largo de los
aproximadamente 11 592 km del litoral mexicano
dan un panorama muy general de su morfologia
costera, asf como de lag caracterfsticas inherentes
de cada regi6n.
La costa oriental de la Peninsula de Baja
California posee un ambiente marino variado como
casi ninguna regi6n litoral del mundo.
EI prop6sito de esta investigaci6n es de
describir la distribuci6n de sedimentos recientes y
de evaluar la proporci6n de metales pesados y su
distribuci6n en el sedimento superior del interior
de la Bahfade Ios Angeles.
Tomando en cuenta la informaci6n que
aporIa sobre la sedimentologfa litoral del area
estudiada. se epera que este trabajo podra servir
de base para estudios geol6gicos marinosfuturos
en los sistemascosterosdelltortal oriental de Baja
California.
Area de estudlo
EI area de estudio se encuentra en la
porci6n sur del Estado de Baja California Norte,'
30
R. A. FABIAN et al.
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FIG.
1
UBICACION DEL AREA DE ESTUDto
31
R. A. FABIAN et al.
cubriendouna superficieaproximadade 64 km2 de
planiciecosteraen el Golfode California(fig. 1).
Sus coordenadasgeograficas,tomadasde
la hoja "Bahia de los Angeles"H12C53de la Carta
Topograficade escala 1/50 000, editadapar INEGI
(1979) son las siguientes:paralelos28048' Y 290
00' de latitud N y meridianos113025' Y 113038'
de longitud W.
Para lIegara Bahfade Ios Angelessaliendo
del Puertode Ensenada,se recorren650 km hacia
el S par la carretera Estatal Transpeninsular N.1,
Ensenada- La Paz, pasandopar Ios pobladosde
Santo Tomas, Colonet, San Quintfn, EI Rosario,
Catavinay par el Parador Punta Prieta.A partir de
este ultimo punta, se toma una desviaci6nhacia el
E que conduce a un camino vecinal en el cual se
recorren68 km para lIegara Bahfade Ios Angeles.
METODOLOGIA
a) Metodologiade cam~
Se empez6 con un reconocimiento por
tierra y mar, para despues proceder con el
muestreo de los sedimentos, tanto del fondo de la
bahia (57 muestras) como de la zona litoral (16
muestras).
Las muestras se localizaron, usando una
brujula y aprovechando algunos puntos de
referencia, en un mapa topografico de escala 1/50
000. La distancia entre cada estaci6n de muestreo
en el interior de la bahia fue de aproximadamente 1
km (fig. 2). Para la rec6lecci6n de Ios sedimentos se
utiliz6 una draga de almeja tipo Van Veen de 4 litros
de capacidad.
b) Metodol~ia de laboratorio
Fislograffa
y
Geomorfolog fa
EI area que comprende Bahfa de los
Angeles y sus alrededores pertenece a la subprovincia fisiografica de la Sierra Cristalina y esta a
su vez forma parte de la provincia de las Sierras de
Baja Caifornia (Alvarez, 1969). En el flanco oriental
las montaftas pasan bruscamente alas planicies
fluviales marftimas de la sub-provincia del Desierto
de Sonora y tambien forman Ios elevados litorales
del Golfo de California (Lopez-A., 1985).
EI litoral oriental de la Peninsula de Baja
California se clasifica en la VI unidad mofotect6nica de Carranza et at. (1975). Segun la
clasificaci6n de Shepard (1973), corresponde alas
costas secundarias de erosion por oleaje con
promontorios cortados por las alas en materiales
homogeneos.
EI de Bahia de los Angeles es un cuerpo
de aQuaque se abre hacia el Norte. La Bahia de
Ios Angeles es una bahia amplia y abierta que
adopta uP..3frornatrapezoidalcon 11 km de largo
par 6 de ,~ntho. Su regi6n costera continental
presenta 'r~ntes montaFlososde relieve fuerte. su
planicie cbttera es angosta en su extrema W y
ampliaen su parci6nS.
Los rasgos
morfol6giocos
mas
sobresalientesde la playa de la bahia son: una
barraarenosade 1.5km de largoen su porci6nNW.
un estero de 1 km de ancho en su extrema S y
acantilladosbien desarrolladosen sus porcionesE
yW.
Del sedimento de cada muestra se
determinaronlas caracteristicasestructurales,tales
como curvas acumulativas y
parametros
estadfsticos, siguiendo las tecnicas definidas por
Folk (1969), de acuerdo a los procesos descritos
por Krumbein(1932) y Emery (1955). Ademasse
aplic6 el diagrama de correlaci6n de Inman y
Chamberlain (1955) para obtener grupos de
sedimentos, utilizando el criterio del diametro
promediopropuestopor Wentworth(1922).
Para las 57 muestrasdel fondo de la bahia
se realiz6 un analisis qufmico, determinando 9
metalestraza (Cd,Co, Cu, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb y Zn),
siguiendouna adaptaci6nde las tecnicas descritas
por Loringy Rantalla(1977) y Skei y Paus(1979).
Sus concentraciones se determinaron utilizando
un espectrofot6metrode absorci6n Perkin Elmer,
Modelo 370.
RESULTADOS
y
DISCUSION
Los sedimentos de las 73 muestras
colectadas en ellitoral y en el fondo de la bahia se
clasificaron en base a graficas granulometricas y
parametros estadisticos como Moda (Mo), TamaFio
Promedio (Mz), Coeficiente de Clasificaci6n ( x),
Sesgo (Sk) y Curtosis (Kg). Esta informacion se
utiliz6 para definir su distribuci6n tanto en la
margen litoral como en el interior de la bahfa.
Se determinaron las caracteristicas
texturales de los sedimentos empleando el
procedimiento
propuesto
por
Folk
(1969),
R. A. FABIAN et at
Figure
J
33
34
R. A. F ASIAN
agrupandolos sedimentossegunsus porcentajes
degrava,
arena,lIrno
y arciIla(f~. 3).
5e reconoci6 asr que los sedimentos se
reparten en seis zonas de diferente caracter
textural, con sedimentos mas gruesos en la
periferia de la bahra y que pasan gradualmentea
mas finos alejandosede alIa haciaareas de mayor
profundidad(fig. 4). Estaszonas se caracterizana
continuaci6n.
Zona I
- Est~ definida par 10 muestras de
sedimentos (de un total de 73), que se ubican
en el ~rea de playa.
Estas muestras
corresponden a gravas Iodosas y lodos con
gravas. Las primeras varfan de rnoderadamente
clasificadas a mal dasificadas ( x: 0.77 a 1.79
0) Y con asimetrfadesde muy asimetricahacia
los gruesos a casi asimetrica(- 0.75 a 0.07
0). Los lodoscon grava son mal clasificados (
x: 1.11 a 1.02 0) Y son casi asimetricos (0.04
a 0.08 0).
Estazonatexturalcon contenidode grava se
distrlbuye en Areas reducldas, que no
sobrepasan la zonade rompiente.
Zona II - Correspondena esta zona 25 muestras
del total de 73. que se ubk:an a 10largo de Ia
franja litoral en el Interior de la bahra. Su
clasificaci6n textural corresponde a la de
arenas. Son sedimentosmuy bien clasificados
a mal clasificados ( x: 0.24 a 1.32 0), con
asimetria que varia de asimetrica hacia los
gruesosa muy bien asimetricahacia los finos (-
0.24a 0.69 0).
Zona
III
-
Esta definidapor 14 mueslras
colectadaslejos de la zona de rompientede la
bahfa. Esla zona corresponds a arenas
lodosas. que se caracterizan par ser bien
claslfbadasa muy malclasiFcadas
( x:
0.59 a 2.23 0) Y de casi asim~lricasa muy
asimetricas hacia DS finDS (0.86 a 0.03 0).
Zona IV - Los sedimentos de esta zona
corresponden
a arenas limosas de 3
estaclones en la bahia. 50n mal clasificados a
muy mal clasificados ( x: 1.10 a 2.81 0). ~y
asimetricos hacia Ios finos (0.58 a 0.87 0) Y
se distribuyen aisladarnente. ublcandose unas
de las muestras en la parte N de la bahra y
otras en Ia porci6n 5 de Ia misrna.
Zona V Corresponde a 16 muestras
caracterizadascomo arenas arcillosas.Se tata
et aI
de sedimentos moderadamente bien
clasificadosa mal claslficados
( x: 0.50 a 1.780) Y asimetricoshacia Ios
finos (0.12 a 0.77 0). Se ubican en la porci6n
N y sub-centralde la bahra,generalmetem.is
profundas y alejadasde la costa que las Areas
doooe se encuentranlas zonas ya descritas.
Zona VI - Esta definida por 5 muestras,que se
claslfican como arcillas arenosas. Son
sedimentosmal clasificados ( x: 1.79 a 1.38
0). muy asimetricos hacia los finos a casi
asimetrk:os(-0.07 a 0.58 0). Se localiza en la
porci6n norte y central de la bahia, donde las
condicionesson mas establesy la profundldad
mayor.
AI parecer, Ios sedimentosm~s gruesosse
distribuyena 10 largo de la costa; y estos est~n
mejorclasifk:adosdebiOOaI efectodel oleajey a Ia
variaci6nde las mareas.
EI porcentaje de los sedimentos finos
aumenta conforme se avanza mar adentro; estos
sedimentos resultan mal clasificados y menos
afectados por las corrientes. 10que propicla una
sedimentaci6nm~s lenta.
Estaszonastexturalesse distribuyende
manera n"tJYsimilar a Ia observada ~r Morales de Ia
Garza et at. (1988), quienes estudiaron la
distribucl6n y la evoluci6n de los sedimentos del
delta del Rio Balsas, Michoacan. Mexico y la
observada por Rhoads (1974) en Buzzards Bay,
Massachussetts.USA, entre otros ejemplos.Estos
autores describen un comportamientotextural de
sedimentos gruesos a partir de la franja litoral y
finos a medidaque au~nta la profundidad.
De acuerdo a
la distribuci6n
granulometrica, utilizando como cri!erlo el
propuesto por Wentworth (1922) y apllcando el
diagrama de Inman y Chamberlain (1955) se
establecieron seis grupos de sedimentos de
diferentes fangos de di~metro de grano (figs. 5 y
6). Estos 58 describena continuaci6n.
Grupo I - Los sedimentosde este grupo son los
mas gruesos. Estan constituidos por fragmentos
de rocas y conchas de moluscos con un tamaflo
en el fango de -1.61 a -0.18 0, caracterizados
como granulos con una variaci6n a arenas muy
gruesas. Se localizan en las playas cerca de 105
acantilados.
Grupo II - Pertenecena este grupo sedimentos
clasificados como arenas gruesas de diametro
35
R. A. FABIAN et al.
Figura
4.
Distribucion
de los sedimentos
de la Bahia de
los Angele~-: en base a zonas textureles
est,lblecidas
s'::gun el metodo de Folk
(1969).
36
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R. A. FABIAN et al.
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R. A. FABIAN et al.
medio entre 0.83 y 1.87 0. Son sedimentos que
se distribuyen desde la playa hasta los 10m de
profundidad.
Grupo III - Este grupo corresponde a arenas finas
con un tamano promedio de grana que yarra de
2.17 a 2.66" Y que se encuentran entre 1.53 y
33.23 m de profundidad.
Grupo IV - A este grupo correspondenarenas
finas a muy finas con granos de diAmetromedio en
el rango 2.85 - 3.51 0, distribuidasa profundidades
que varianentre 1 y 42 m.
Grupo V
-
Lossedimentos
de estegrupo son
arenas muy finas con granos de diametro medio
entre 3.35 y 4.07 0. Estos sedimentos se
encuentran
lejos de la Irnea de costa a
profundidades de 18 a 51 m.
Grupo VI. Los sedimentos de este grupo estan
constituidospor limo grueso a limo mediano,con
granos de diametro promedio de 4.31 a 5.43 0.
Estos sedimentos se encuentran en la zona mas
profunda y alejadadellitoral, entre los 30 y Ios53
m de profundidad.
Los sedimentosmuestreadosen el interior
de la bahfa arrojan una distribuci6nhornogenea y
tienden a disponerse, de manera general, en
franjasparalelasa la Ifneade costa,aunqueexisten
algunas variaciones en la distribuci6n de los
sedimentosde diferente tamano.
5e efectu6 un analisis geoquimico de las
57 muestras de sedimentosdel interiorde la bahia.
En estas rnuestrasse determinaronCd, Co, Cr, Cu,
Fe, Mn, Ni, Pb Y Zn. Los valoresde Cd, Mn y Ni
permiten observar una diferencia clara en la
distribuci6n de estos elementos en el rondo
marino.Graciasa esto se diferenciaronIres rangos
de concentraci6npor elemento,los que se indican
en la fig. 7 Y se describena continuaci6n.
37
ubicadas en la boca S de la bahia, asociadas a
sedimentoscon granos de diametro promediode
2.66 a 4.56 0, a profundidadespromediode
29.72 m. Las masaltasconcentraciones
de Cd,6
a 9.20 ppm, se encontraronen 15 estacionesen
la parte central de la bahra. presentandose en
sedimentos con granos de diametro medio de
3.65 a 5.45 0. a una profundidadde 39.82 m.
Las concentraciones de Mn se distribuyen
en tres rangos. Concentraciones de Mn de 2.20 a
10.50 ppm (primer rango) se encontraron en 17
estaciones, ubicadas en zonas aisladas cerca de la
costa de la bahia, tales COmo Punta Arena, EI
Porvenir y EI Campo Mota (fig. 7b), en sedimentos
con tamano promedio de grana de 1.40 a 4.81 0,
a profundidades
promedio
de 14.94 m.
Concentraciones de Mn entre 11.00 y 19.70 ppm
(segundo rango) se encontraron en 28 estaciones
con una distribuci6n muy amplia en toda la bahia,
asociadas con sedimentos con granos de diametro
promedio de 1.85 a 5.43 0, a profundidades
promedio de 28.27 m. Las concentraciones mas
atlas de Mn, entre 21.60 y 28.30 ppm (tercer
rango) , se encontraron en 12 estaciones ubicadas
en la boca y parte central de la bahia, en
sedimentos con granos de un tamano promedio de
3.65 a 5.45 0, a profundidades promedio de
41.53 m.
Las concentracionesmenores de NI, entre
1.00 y 4.80 ppm (primerrango),se encontraron
en 32 estaciones distribufdas a 10 largo de la
periferia de la bahia, en sedimentos con granos de
tamano promedio de 1.49 a 4.81 0, a
profundidades promedio de 18.76 m. Concentraciones de NI entre 5.00 y 8.60 ppm (segundo
rango) se encontraron en 20 estaciones en la boca
y zona central de la bahia, en sedimentos de
tamanopromedlode granaentre3.23 y 5.45 0, a
profun-dldades
promedio
de 37.71
m.
Concentraciones de Ni entre 9.20 y 12.60 ppm
(tercer rango) se encontraron cerca de la boca de la
bahfa en 5 estaciones, en sedimentos con granos
de tamano media entre 2.90
Las menores concentraciones de Cd se
encontraron en 21 estack>nesa 10largo de la costa
W de la Bahia, desde Punta Arena hasta la altura
del Rancho EI Porvenir (fig. 7a). Concentraciones
de Cd entre 0.20 y 2.80 ppm (primer fango) se
encuentran asociadas con sedimentos con un
tamaflo promedio de grano entre 1.40 y 4.81 0, a
profundidades
promedio
de
13.86
m.
Concentraciones de Cd entre 3.00 y 5.55 ppm
(segundo fango) se encontraron en 21 estaciones
y 3.09 0, a
profundidadespromediode 48.43 m.
Estos resultados permiten ver que lag
maximas concentraciones de Cd, Mn y Ni estan
asociadas a sedimentos finos y que aumentan con
la profundidad, mientras que lag concetraciones
menores se encuentran en la porciones S y W de
la bahia, en sedimentos gruesos y a escasa
profundidad. La distribuci6n y el comportamiento
de estos metales pesados en log sedimentos, con
R. A FABIAN et aI.
38
CONCLUSIONES
valores menores en la parte NW y W de la bahia y
que aumentan paulatinamente de SaN, junto con
la profundidad, indican un aporte de sedimentos
con concentraciones de Cd, Mn y Ni desde el S de
la bahia.
Los valores
obtenidos
para
las
concentraciones de estos metales-traza tienen
una similitud (a) con 10observado par Osuna et al.
(1986) en el Puerto y Antepuerto de Mazatlan,
Mexico, donde, a una profundidad maxima de 10
m, los valores obtenidos fueron muy altos, siendo
los de Cd y Cu los de rango menor y los de rango
maxima Ios de Fe y Zn; y tanDien (b) con los datos
obtenidos por Villalba y G6mez (1991) en un
estudio de la Laguna La Cruz, Sonora, Mexico,
donde encontraron valores promedio similares a Ios
presentados
aquf,
siendo
mfnimas
las
concentraciones de Cd y Cr y maxirnas las de Fe
y Mn.
113...2'
(a) EI estudio de los sedimentos tanto del
litoral como del fondo de la Bahia de los Angeles
permiti6 el reconocimiento
de seis zonas
texturales, en forma de fajas paralelas a la costa,
transicionales la una con la otra, cuya distribuci6n
esta ligada alas
fuentes de origen y a la
profundidad y la ciraJlaci6n de las aguas.
(b) Los sedimentostienden a texturasfinas
con la consecuente disminuci6n del tamano de
grano (arena)y aumentoparalelode las fracciones
limo y arcillaa medidaque aumentala profundidad.
(c) La distribuci6n del contenido de los
metales-traza Cd. Mn y Ni en Ios sedimentos del
interior de la bahfa muestra que se concentran
sobre todo en Ios sedimentos finos. en zonas
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Fondo de 1. Bllh{a
de 10B Ange1cs.
(a)
Cd; (b)
Mh; (c)
Ni.
40
profundas alejadasde la costa. EI comportamiento
de su distribuci6n hace pensar en una posible
fuentede rnetalesen la porci6nS de la bahfa.
RECOMENDACIONES
(a) Para completar el conocimiento
sedimentol6gico y geoquimico de la Bahia de los
Angeles, se recomienda extraer nticleos de log
sedimentos distribuidos en el interior de esta. con
81 prop6sito de reconocer posibles variaciones
verticales en log sedimentos mismos y cambios de
tipo diageneticos en relaci6n a la concentraci6n de
metales traza.
(b) 5e recomienda realizar un analisis de
difracci6n de rayos X del sedimento para determinar
con precisi6n sus componentes minerales y sobre
todo conocer el tipo de arcilla predominante en lag
fracciones de arena muy fina y limo.
(c) Serra de gran interes realizar estudios
que proporcionen datos estacionales sobre la
influencia dinamica del oleaje, de las marea y de las
corrientes marinas locales, ya que motivan la
acumulaci6n de materiales arenosos hacia zonas
profundas.
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